Die 10 größten Vorurteile – #2: “Übermorgen dann eine neue Leber”

Nachdem wir uns letzte Woche den Magen mit einer gedruckten Pizza verdorben haben, drucken wir uns einfach einen Neuen! Das nächste Vorurteil:

“Übermorgen drucke ich mir einfach eine neue Leber”

Tatsächlich meinen einige, dass es unmöglich sei ein funktionsfähiges Organ zu drucken, andere hingegen behaupten, dass es kein Problem sei eine Leber künstlich zu erzeugen. Doch was stimmt und was sind die technischen Hintergründe? Genau das soll dieser Artikel näher beleuchten und mit einigen Vorurteilen auf dem Gebiet aufräumen. 

Tatsache ist, dass an 3D-gedruckten Organen intensiv geforscht wird und es große Erfolge auf dem Gebiet gibt. Geforscht wird dabei natürlich nicht nur an einer 3D-gedruckten Leber – doch die Leber ist eines der Organe für, welche die größten Erfolge erzielt werden konnten. Einen Überblick welche Körperteile mittels 3D-Drucker hergestellt werden können haben wir bereits veröffentlicht. Daher möchte ich an dieser Stelle nicht weitere auf andere Organe eingehen, sondern nur die Thematik mit der 3D-gedruckten Leber abhandeln.

Organovo ist das weltweit führende Unternehmen wenn es um 3D-gedrucktes Lebergewebe geht. Das Unternehmen hatte bereits vor über 4 Jahren mit der Forschung auf dem Gebiet begonnen. Am 11.11.2013 konnten wir bereits vom erste großen Durchbruch berichten: Künstliche Leberzellen aus dem 3D-Drucker überlebten 40 Tage im Labor. Wurden die Zellen jedoch zusammengefügt um ein Gewebe zu bilden, überlebten sie hingegen nur 5 Tage. Dennoch ein großer Schritt hinter dem viel Forschung steckte.

Eigentlich könnte der Artikel über das Vorurteil schon zu Ende sein, denn trotz intensiver Forschung, die Millionen Dollar verschlungen hat, gelang es den Forschern bisher nicht eine Leber für die Transplantation in einen Menschen herzustellen.

Also einfach eine Leber zu Drucken ist derzeit eine Utopie – trotzdem gibt es vielversprechende Resultate, die darauf Hinweisen, dass wir deutlich näher an einer funktionsfähigen 3D-gedruckten Leber sind als viele es erahnen können.

Hier ein Video-überlick zum dem Druckprozess, den Organovo entwickelt hat und erfolgreich verwendet:

Nach den Erfolgen Ende 2013 hat Organovo die Forschung und Entwicklung an 3D-gedrucktem Gewebe, Organen und natürlich der Leber nicht eingestellt, sondern entwickelt bis heute immer neue, bessere Verfahren. Finanziert wurde die Forschung von mehreren Investoren, mit dabei ein australisches Ministerium das 1 Million AUD Förderung zugesagt hat. 

2016 war dann wieder ein besonders spannendes Jahr, Organovo hatte eine hunderprozentige Tochtergesellschaft gegründet: Samsara Science. Die Gesellschaft begann gleichzeitig damit Leberzellen für kommerzielle Forschungszwecke zu vertreiben. Ende 2016 konnte Organovo dann erste Ergebnisse zu einer vorklinischen Studie über 3D-gedrucktes Lebergewebe veröffentlichen. Dabei gab es beachtliche Ergebnisse: das 3D-gedruckte Lebergewebe wuchs an die Leber von NOD/SCID Mäusen, funktionierte und die Haltbarkeit über Wochen konnte ebenfalls bewiesen werden.Außerdem wurden wichtige Stoffwechselenzyme gefunden. Die Präsenz dieser Enzyme ist sehr bedeutend für die Behandlung von angeborenen Stoffwechselkrankheiten.

Die von Organovo und Samsara entwickelte und angebotene Technik exVive3D, wird auch vertrieben. Das hat sich zum Beispiel die Universität von Kalifornien in San Diego zu nutzen gemacht. Forscher haben dort künstliches Lebergewebe erzeugen können. Nach dem Biodruckvorgang, der relativ schnell von statten gehen soll, wird die etwa 3x3mm große Struktur in vitro (im Reagenzglas) für 20 Tage gezüchtet. In Zukunft könnte diese Technologie zur Herstellung von Krankheitsmodellen wie Hepatites, Zirrhose oder KRebs dienen.

Organovo wurde übrigens schon 2005 gegründet, eines der Gründungsmitglieder ist Gabor Forgacs. Der wiederum hat 2011 bei TEDMED das Druckverfahren vorgestellt und dabei eine auszeichnete Erklärung zu der Thematik geliefert:

Einen anderen Weg gehen Forscher in Polen, dort wurde ein 3D-gedrucktes Modell einer Leber zur Anleitung für die Entfernung eines Tumors verwendet. Wichtig war dabei vor allem der Preisfaktor, Modelle die mittels SLS oder SLA gedruckt wurden kosten schnell über 1000$ – für viele Krankenhäuser untragbare Kosten. Daher haben sich die Forscher in Polen für ein Modell entschieden das mittels FDM gedruckt wird. Mittels CT-Scans wird zuvor ein 3D Modell erstellt und anschließend mit verschiedenen Farben gedruckt. Das so erzeugte Modell kostet nur rund 150$. Die Operation die später erfolgte war dank der guten Vorbereitung ein voller Erfolg.

Fazit

Die 3D-gedruckte Leber, die Transplantationen geeignet ist, gibt es noch nicht. Die menschliche Leber besitzt eine äußerst komplexe Mikroarchitektur, bis diese vollständig 3D-gedruckt werden kann und klinische Studien die Funktionsfähigkeit beweisen, werden vermutlich noch einige Jahre vergehen. Dennoch gab es schon einen Test mit transplantiertem Gewebe an Mäusen, der erfolgreich verlief.